【【ANSYS Workbench仿真】非线性静力学分析仿真】非线性静力学分析(三三)：材料非：材料非
线性分析线性分析
contents材料非线性超弹性本构模型Engineering Data 设置points材料本构参数蠕变相关单元技术单元中节点Kept（保
留）OR Dropped（取消）
材料非线性材料非线性
在应力水平低于比例极限比例极限时，应力应变关系为线性关系，超过这一极限后，应力应变关系为非线性关系，表现为非弹性或塑
性（应变不可恢复状态）
某种材料的应力应变曲线，主要材料试验有：单轴试验、等双轴试验、平面剪切试验、体积试验、松弛试验等。
超弹性本构模型超弹性本构模型
超弹性 (hyperelastic) 是指材料存在一个弹性势能函数，该函数是应变张量的标量函数，其对应变分量的导数是对应的应力分
量，在卸载时应变可自动恢复的现象。应力和应变不再是线性对应的关系，而是以弹性能函数弹性能函数的形式一一对应。
一般应有三种试验数据：单轴拉伸、双轴拉伸及平面拉伸
Engineering Data 设置设置
points
建立至少两倍于需要计算材料本构参数数目的数据点，同时需要考虑滞后等效应滞后等效应；
如果仅有单轴拉伸数据，则不能生成承受大剪切大剪切的模型；
试验数据应该包括全部关注的应变范围应变范围，如果只有0～100%应变的测试数据，则不能生成承受150%应变的模型，外推数据会
产生极大的误差。
材料本构参数材料本构参数
Mooney-Rivlin 2 Parameter：拉应变为100%，压应变为30%，对于大应变，越高阶选项，精度越高。
Neo-Hookean：应变能最简单的形式，可用应变范围为20%～30%。
Arruda-Boyce：应变范围为300%。Gent：应变范围为300%。Blatz-Ko：描述可压缩泡沫橡胶材料的最简单形式。
Polynomial 1st Order：与Mooney-Rivlin本构类似，等效于Mooney-Rivlin 2 Parameter
Yeoh 1st Order：一种缩减多项式超弹性本构，一阶等效于Neo-Hookean。
Ogden 1st Order：描述可压缩泡沫橡胶材料可压缩泡沫橡胶材料，较Blatz-Ko在大应变下精度更高，应变可达700%
Extended Tube：描述填充加强筋的橡胶材料填充加强筋的橡胶材料。
Mullins Effect：描述随载荷变化的超弹性材料的拉伸软化，
蠕变蠕变
固体材料在应力保持不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象
相关单元技术相关单元技术
对于剪切自锁，建议采用增强应变；对于体积自锁，建议采用混合U-P。
特别注意特别注意：Plane182和Plane183单元中的平面应力（Plane Stress）模型不需要缩减积分、增强应变、混合U-P技术，如表所
示。
单元中节点单元中节点
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